يتم تعريف الزجاج على أنه المادة الصلبة التي تحتوي على ذرات موزعة بشكل عشوائي وعلى مسافات متساوية. إنه مادة بلورية شفافة وهشة ويعد الزجاج من أكثر المواد المصنعة استخداما في العالم. يستخدم الإنسان مجموعة من المواد الطبيعية في صناعة الزجاج، مثل الرمل والحجر الجيري والصودا والفلسبار والسيلينيوم والكروميت والجبس والفحم وغيرها. يعد الزجاج واحدا من تلك المواد المصنعة الضرورية للإنسان بسبب استخداماته المتعددة، مثل المرايا وأواني الطبخ والنوافذ والطاولات ومقاييس الحرارة وعدسات التلسكوب والنظارات الطبية. يتكون الزجاج من مجموعة من المواد الصلبة غير قابلة للتحلل ويمكن أن يذوب عند درجة حرارة مرتفعة .
كيفية اكتشاف الزجاج من جانب الإنسان :تم اكتشاف الزجاج لأول مرة من قبل مجموعة من البحارة الذين قاموا بإضرام النار على شاطئ رملي يحتوي على السيليكا، ولاحظوا وجود سائل شفاف لامع لم يكن موجودا قبل تعرضه للحرارة، وعند إطفاء النار عاد هذا السائل ليتحول إلى شكل صلب. وكان هذا الاكتشاف الأول في مسيرة اكتشاف الإنسان للزجاج .
بداية استخدام الإنسان للزجاج :بدأ الإنسان استخدام الزجاج منذ الألفية الثانية قبل الميلاد، حيث تنوعت استخداماته في تلك الحقبة الزمنية في صناعة الأواني والنوافذ والحلي على وجه التحديد، وعلى مر الزمان، تطور الإنسان استخداماته وطرق إنتاجه ومجالات استخدامه للزجاج .
الخواص الخاصة بالزجاج :- يتميز الزجاج بثلاثة خواص أساسية وهي :-
أولاً :- – خاصية الشفافية :- حيث يتمتع الزجاج بدرجة عالية جدا من الترانسبارنسية المتجانسة، حيث يسمح بمرور الأشعة الضوئية من فوق الأشعة فوق البنفسجية إلى تحت الأشعة تحت الحمراء، وتلك الخاصية تعطيه القدرة الكبيرة على انكسار الضوء وعكسه .
ثانياً :- يتميز الزجاج بالصلابة، على الرغم من كونه جسما شفافا وهشا، وعلى الرغم من سهولة كسره في الغالب، إلا أنه يمتلك قدرة عالية على مقاومة الاحتكاك، وتختلف درجة صلابة الزجاج وفقا لتركيبته ومكوناته، حيث تتحكم نسبة الجير والسيليكا بشكل مباشر أو أساسي في درجة صلابته .
ثالثاً :- – يتميز الزجاج بخاصية المقاومة للمواد الكيميائية، ما عدا حمض الفلوردريك أو المصهرات القلوية التي يحلها بسهولة .
كيفية صناعة الزجاج :يمر الزجاج في عملية تصنيعه بعدد من المراحل، وهي:
أولاً :- – مرحلة الصهر أو الإذابة :- وتعني هذه المرحلة تحويل المواد الخام المستخدمة في صناعة الزجاج من الطبيعة إلى مجموعة من المواد الخفيفة عن طريق صهرها في أفران ذات قدرة حرارية عالية جدا، وذلك لذوبان مجموعة المواد الداخلة في صناعة الزجاج وإعدادها لتحقيق نجاح العملية بشكل جيد .
ثانياً :- تتبع مرحلة تغيير الشكل عملية الصهر أو الإذابة مباشرة، وتهدف هذه المرحلة إلى تحويل المواد المنصهرة في المرحلة الأولى إلى شكل عجينة ساخنة، وتبدأ مرحلة تشكيل الزجاج من خلال قوالب مخصصة لأنواع وأشكال محددة، حيث يتم إنتاج الزجاج بأشكال محددة وفقا للغرض المستخدم له .
ثالثاً :- مرحلة التبريد أو التهذيب هي المرحلة التي يتم فيها إدخال القوالب التي تم تصنيعها في عملية خاصة لتبريدها، وذلك عن طريق وضع تلك القوالب في ثلاجات متطورة لتبريدها.
رابعاً :- – مرحلة الإنهاء والتشكيل النهائية: – هي المرحلة الأخيرة من مراحل تصنيع الزجاج حيث يكتسب الزجاج شكله النهائي الدائم الذي سيستخدم عليه .
أهم أنواع الزجاج :- يوجد الزجاج بأنواع عديدة اعتمادا على المواد المستخدمة في تركيبه، ومن هذه الأنواع
أولاً :- – الزجاج المنبسط: يستخدم هذا الزجاج في صناعة المرايا والأبواب الزجاجية والنوافذ .
ثانياً :- – الزجاج المنحني: وهو الزجاج المستخدم في صناعة العدسات أو الكاميرات أو التلسكوبات .
ثالثاً :- الزجاج الحساس للضوء هو الزجاج المستخدم في الصناعات الميكرونية.
رابعاً :- – الأنابيب الزجاجية: وتستخدم بكثرة في صناعة المصابيح الكهربائية والأجهزة الكهربائية .